Question

16．圖中的A為氫氣堿性燃料電池，B為滲透飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的濾紙，C為電解池，接通電路后，發(fā)現(xiàn)B上的d點顯紅色．請?zhí)羁眨?br />（1）電源A中a點為負極，寫出a極上的電極反應式H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；氫氣從A中a點通入（填a、b）．
（2）B中d極上發(fā)生的電極反應式為2H⁺+2e^-=H₂↑．B上的d點顯紅色的原因：水電離產生的氫離子在d極上得電子生成氫氣，氫離子濃度減小，氫氧根離子濃度增大，溶液顯堿性，遇酚酞變紅色．
（3）欲在電解池C中實現(xiàn)粗銅精煉，接通K點，使c、d兩點短路，則電極e用純銅材料，電極f用粗銅材料，f上發(fā)生的反應為Cu-2e^-═Cu²⁺．
（4）若e、f為惰性電極，C中電解液為720ml的0.001mol/L的稀硫酸溶液，通電一段時間后稀硫酸的濃度變?yōu)?.002mol/L，電路中通過的電子數(shù)為40N_A，此時，溶液的PH是2.4．

Answer 1

分析 A為氫氣堿性燃料電池，B為浸透飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的濾紙，C為電解池，接通電路后，發(fā)現(xiàn)B上的d點顯紅色，說明d點有氫氧根離子生成，根據離子的放電順序知，該極上氫離子得電子放電，所以d是陰極，c為陽極，氯離子放電生成氯氣，則外電源b是正極，a是負極，欲在電解池C中實現(xiàn)粗銅精煉，接通K后，使c、d兩點短路，e是電解池陰極，f是陽極，粗銅精煉時，粗銅作陽極，純銅作陰極，據此分析解答．

解答 解：（1）B外接電源，所以是電解氯化鈉溶液的電解池，接通電路后，發(fā)現(xiàn)B上的d點顯紅色，說明d點有氫氧根離子生成，根據離子的放電順序知，該極上氫離子得電子放電，所以d是陰極，外電源b是正極，a是負極，電極反應式為：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，所以氫氣從A中a點通入；故答案為：負；H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；a；
（2）B上的d點顯紅色，說明d點水電離產生的氫離子在d極上得電子生成氫氣，氫離子濃度減小，氫氧根離子濃度增大，溶液顯堿性，遇酚酞變紅色，電極反應式為2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；水電離產生的氫離子在d極上得電子生成氫氣，氫離子濃度減小，氫氧根離子濃度增大，溶液顯堿性，遇酚酞變紅色；
（3）欲在電解池C中實現(xiàn)粗銅精煉，接通K后，使c、d兩點短路，e是電解池陰極，f是陽極，粗銅精煉時，粗銅作陽極，精銅作陰極，所以電極e用純銅材料，電極f用粗銅材料，f上發(fā)生的反應為Cu-2e^-═Cu²⁺；
電鍍液的選�。河煤�有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液，所以可選CuSO₄、Cu（NO₃）₂溶液作電鍍液．
故答案為：純銅；粗銅；Cu-2e^-═Cu²⁺；
（4）若e、f為惰性電極，C中電解液為720ml的0.001mol/L的稀硫酸溶液，電解原理則是電解水，通電一段時間后稀硫酸的濃度變?yōu)?.002mol/L，則說明電解消耗了360ml即$\frac{360}{18}$mol=20mol的水，所以電路中通過的電子數(shù)為20mol×2=40mol即40N_A，此時溶液的PH=-lgc（H⁺）=-lg（0.72×0.001×2）=-lg（1.44×10^-3）=2.4，故答案為：40N_A；2.4．

點評 本題考查了燃料電池與電解池原理，判斷電極是關鍵，離子掌握溶液中離子的放電順序及電極反應方程式書寫，難度中等，